DE2035673A1

DE2035673A1 - Impulse engine for ships

Info

Publication number: DE2035673A1
Application number: DE19702035673
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Gandini. Dino, Tnest; Postir. Tullio, Gradisca DIsonzo: (Italien)
Priority date: 1969-07-18
Filing date: 1970-07-17
Publication date: 1971-02-04
Also published as: FR2055433A5

Description

"Impuls-Triebwerk für Schiffe""Impulse engine for ships"

Die Erfindung betrifft ein Impuls-Triebwerk für Schiffe, und zwar sowohl für Oberwasser-, als auch für Unterwasserschiffe, bestehend aus Düsenrohr, Impulserzeugungskammer und Energiezufuhr. Solche Impuls-Triebwerke sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Insbesondere sind solche bekannt, bei denen Wasser durch eine öffnung in die Impulserzeugungskammer eingesaugt wird, welches mit Hilfe der Energiezufuhr verdampft wird und durch das Düsenrohr wieder ausgestoßen wird. Da der Wirkungsgrad solcher Triebwerke wegen der auf-The invention relates to an impulse engine for ships, and Both for head and underwater vessels, consisting of a nozzle tube, pulse generation chamber and energy supply. Such impulse thrusters come in different designs known. In particular, those are known in which water enters the pulse generation chamber through an opening is sucked in, which is evaporated with the help of the energy supply and ejected again through the nozzle pipe will. Since the efficiency of such engines is due to the

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zubringenden Verdampfungswärme sehr g©s»iag ist^, haben diese in der Praxis keinen Eingang gefunden„The heat of vaporization to be brought about is very good, have this in practice no entry found "

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Impuls-Triebwerk der eingangs beschriebenen Art mit hohem Wirkungsgrad anzugeben.The invention is based on the object of a pulse engine of the type described above with high efficiency.

Die Erfindung besteht darin, daß die Impulserzeugungskamnier als bis auf das Düsenrahr geschlossene Kammer ausgeführt ist und über das Düsonrohr mit Wasser» in dem das Schiff schwimmt, gefüllt ist, URsJ da3 die- Energie auf uhr als Schwingungserzeuger ausgebildet ist. - Der durch die Erfindung erreichte Vorteil besteht zunächst im wesentlich gesteigerten Wirkungsgrad sowie im sehr einfachen konstruktiven Aufbau.The invention is that the pulse generation camnier is designed as a closed chamber except for the nozzle pipe and through the nozzle pipe with water »in which the ship swims, is filled, URsJ da3 the energy on clock as a vibration generator is trained. - The advantage achieved by the invention consists initially in the significantly increased efficiency as well as in the very simple construction.

Im Rahmen der erfindungsgemä3en Maßnahmen wird ein besonders hoher Wirkungsgrad erzielt,, wenn'die Kammer einen kreisförmigen Querschnitt sowie einen halbkugelförmigen vorderen Abschluß aufweist* das Düsenrohr aus dem rückwärtigen Kammerende durch stetige axialsymmetrische Verminderung des Kammerquer schnittes gebildet ist und die Querschnittsfläche des Düsenrohres etwa die Hälfte der QueFSchnittsfläche der Kammerausmacht. Nach einem besonderen Vorschlag der Erfindung besteht der¹ Schwingungserzeuger aus einer Membran mit daran angeschlossenem Membranantrieb. Mach bevorzugter Äusführungsforrn der Erfindung ist der Schwingungserzeuger in einem Kammeraufsatzrohr mit am Schiffsrumpf befestigtem Anschlußflansch angeordnet. Das Kammeraufsatzrohr bzw. die Membran ist dabei vorzugsweise auf halber Länge der Kammer angeordnetIn the context of the measures according to the invention, a particularly high degree of efficiency is achieved, when the chamber has a circular cross-section and a hemispherical front closure * the nozzle tube from the rear end of the chamber is formed by constant axially symmetrical reduction in the cross-section of the chamber and the cross-sectional area of the nozzle tube is approximately half the cross-sectional area of the chamber. According to a special proposal of the invention, the ^{vibration generator 1} consists of a membrane with a membrane drive connected to it. In a preferred embodiment of the invention, the vibration generator is arranged in a chamber attachment tube with a connecting flange attached to the ship's hull. The chamber attachment tube or the membrane is preferably arranged halfway along the length of the chamber

und weist den gleichen Innendurchmesser wie die Kammer auf. Der Membranaiitrieb besteht im einfachsten Fall aus einem im Schiffsrumpf angeordneten und von einem Motor betätigten Kurbeltrieb. Andere Membranantriebe, wie z.B. elektromagnetische, können auch verwendet werden.and has the same inner diameter as the chamber. In the simplest case, the membrane drive consists of an im Hull arranged and operated by an engine Crank drive. Other diaphragm actuators, such as electromagnetic ones, can also be used.

Das erfindungsgemMfle Impuls-Triebwerk benutzt das physikalische Phänomen der Schwingungen in Flüssigkeiten. Die Benutzung dieses Ph'inomens erlaubt gegenüber den bekannten ■ Sohiffsantrlf'ben mit Schrauben eine wesentliche einfachere konstruktive Gestaltung. Vorteilhaft ist dabei, daß sich außerhalb des Schiffsrumpfes keine rotierenden Teile befinden, die beschädigt werden können.The inventive Mfle impulse engine uses the physical Phenomenon of vibrations in liquids. The usage This phenomenon allows a considerably simpler one compared to the well-known shaft drive colors with screws constructive design. The advantage here is that there are no rotating parts outside the hull, which can be damaged.

Im folgenden wird die Erfindunganhand einer lediglieh ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; os zeigen:In the following, the invention will only be described in detail Embodiment illustrated drawing explained in more detail; os show:

Pi**. 1 eine LHngsansieht eines Schiffshecks mit am Schiffsrumpf befestigtem, erfindungsgemSi3en Impuls-Triebwerk, Pi**. 1 a longitudinal view of a ship's stern with on the ship's hull attached, inventive Si3en impulse engine,

Pig. 2 einen Längsschnitt durch das erfindungsgem-fie Impuls-Triebwerk, Pig. 2 shows a longitudinal section through the impulse engine according to the invention,

Fig. 3 einen Schnitt Z-Z durch den Gegenstand nach Fig. 2.FIG. 3 shows a section Z-Z through the object according to FIG. 2.

. Das in den Figuren gezeigte Impuls-Triebwerk kann an praktisch beliebiger Stelle des Schiffsrumpfes unterhalb der Wasseroberfläche befestigt sein. Es besteht In seinen wesent-. The impulse engine shown in the figures can be used in practice be fastened anywhere on the hull below the surface of the water. It consists in its essential

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lichen Teilen zunächst aus einer Impulserzeugungskammer 1, einem Düsenrohr 2 und einer Energiezufuhr 7-19« Die Impulserzeugungskammer 1 ist als bis auf das Düsenrohr 2 geschlossene Kammer ausgeführt und über das DUsenrohr 2 mit dem Wasser, in dem das Schiff schwimmt_Ä gefüllt. Die Kammer 1 weist einen kreisförmigen Querschnitt sowie einen halbkugelförmigen vorderen Abschluß auf. Das Düsenrohr 2 ist aus dem rückwärtigen Kammerende durch stetige axialsymmetrische Verminderung des Kammerquerschnittes gebildet. Auf halber Länge weist die Kammer 1 eine Öffnung jj auf, die von einem Kammeraufsiitzrohr 4 mit am Schiffsrumpf 6 befestigtem Anschlußflansch 5 umgeben ist. Die Öffnung > des Kammeraufsatzrohres 4 ist oben von einer flexiblen Membran 7 verschlossen, die aus einem Elastomer, z.B.Gummi, hergestellt ist. Diese Membran 7 ist zwischen dem Anschlußflansch 5 des Kammeraufsatzrohres 4 und einem weiteren Flanschring 8 mittels Schrauben 9 eingespannt. Auf beiden Seiten der Membran 7 liegt jeweils eine kreisförmige Scheibe 13 bzw. 14 mit einem Durchmesser, welcher kleiner als der Durchmesser der wirksamen Merabranflache ist. Durch die Scheiben 13, 14 und die dazwischen liegende Membran 7 führt das Ende einer Stange 10, die die Scheiben Ij5, 14 und die Membran 7 durch eine Schraubverbindung 12 miteinander verbindet. Die in den Schiffsrumpf 6 hineinragende Stange 10 ist in einer Geradeführung 19 gelagert und weist an ihrem anderen Ende eine Gabelung auf, an die mittels eines Bolzens 15 eine Pleuelstange 16 angeschlossen ist. Die Pleuelstange 16 ihrerseits ist mit einem Kurbelzapfen I7 an einer von einem Motor (nicht dargestellt) angetriebenen Kurbelwelle 18 angeschlossen* Die Membran 7 wird daher bei Antrieb der Kurbelwelle 18 eine Schwingbewegung ausführen.union parts initially from a pulse generation chamber 1, a nozzle tube 2, and a power supply 7-19 "The pulse generation chamber 1 is defined as up to the nozzle tube 2 closed chamber executed and filled over the DUsenrohr 2 with the water in which the ship floats _Ä. The chamber 1 has a circular cross-section and a hemispherical front closure. The nozzle tube 2 is formed from the rear end of the chamber by a constant axially symmetrical reduction of the chamber cross-section. Halfway along the length of the chamber 1 has an opening jj which is surrounded by a chamber mounting tube 4 with a connecting flange 5 fastened to the ship's hull 6. The opening> of the chamber attachment tube 4 is closed at the top by a flexible membrane 7 made of an elastomer, for example rubber. This membrane 7 is clamped between the connecting flange 5 of the chamber attachment tube 4 and a further flange ring 8 by means of screws 9. On both sides of the membrane 7 there is in each case a circular disk 13 or 14 with a diameter which is smaller than the diameter of the effective Merabran surface. The end of a rod 10, which connects the disks Ij5, 14 and the membrane 7 to one another by a screw connection 12, leads through the disks 13, 14 and the membrane 7 lying between them. The rod 10 protruding into the hull 6 is mounted in a straight guide 19 and has a fork at its other end, to which a connecting rod 16 is connected by means of a bolt 15. The connecting rod 16 for its part is connected by a crank pin I7 to a crankshaft 18 driven by a motor (not shown).

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Die Kammer 1 am Schiffsrumpf 6 wird sich beim Eintauchen in das Wasser über das Düsenrohr 2 nur teilweise mit Wasser füllen. Damit das Wasser, mit der Membran 7 in Berührung kommt, wird im einfachsten Pail eine kurzzeitige Lockerung der Schrauben 9 am Anschlußflansch 5 genügen, um das vollständige Entweichen der Luft aus der Kammer 1 sicherzustellen. Zweckmäßigerweise werden jedoch Ventile zum Entlüften der Kammer 1 vorgesehen.The chamber 1 on the ship's hull 6 will open when immersed Only partially fill the water with water through the nozzle pipe 2. So that the water is in contact with the membrane 7 comes, in the simplest pail there is a brief relaxation the screws 9 on the connection flange 5 are sufficient to complete the Ensure that the air escapes from chamber 1. However, valves are expediently used for venting the chamber 1 is provided.

Die bei Antrieb der Kurbelwelle 18 auftretende Schwingbewegung der Membran 7 wird dem in der Kammer 1 befindlichen Wasser übertragen und eine rasche Hin- und Herbewegung des Wassers im DUsenrohr 2 hervorrufen. Die Differenz aus der nach vorn gerichteten Kraft P¹ und der nach inten gerichteten Kraft P^f' ergibt als Resultierende eine Kraft P, die das Schiff nach vorn bewegt.The oscillating movement of the membrane 7 that occurs when the crankshaft 18 is driven is transferred to the water in the chamber 1 and causes the water to move rapidly back and forth in the nozzle tube 2. The difference between the forward directed force P ¹ and the inward directed force P ^f 'results in a force P which moves the ship forward.

Da die Amplitude der Membranachwingung für einen guten Wirkungsgrad von großer Bedeutung ist und aus der Physik der Schwingungen in Flüssigkeiten nur sehr schwer zu berechnen ist, wird die entsprechende Exzentrizität der Kurbel am besten experimentell bestimmt, indem man den Kurbelzapfen 17, ausgehend von einer Exzentrizität von etwa 1/16 des wirksamen Membrandurchmessers bei einer Drehzahl des Motors von 800 bis 1200 Umdrehungen pro Minute, mehr oder weniger versohiebt. Wie ebenfalls durch Versuche ermittelt wurde, beträgt die Querschnittsfläche des Düsenrohres 2 am besten etwa die Hälfte der Querschnittsfläche der Kanuner 1.Because the amplitude of the diaphragm oscillation for good efficiency is of great importance and is very difficult to calculate from the physics of vibrations in liquids the corresponding eccentricity of the crank is best determined experimentally by turning the crank pin 17, based on an eccentricity of about 1/16 of the effective diaphragm diameter at a speed of the motor of 800 to 1200 revolutions per minute, more or less shifted. As has also been determined by tests, the cross-sectional area of the nozzle pipe 2 is the best about half the cross-sectional area of the Kanuner 1.

AnsprücheExpectations

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Claims

Ä π s p

Impulse engine for ships, consisting of DUsenrohr * Pulse generation chamber and energy supply ,, characterized ^ that 'the Irapulse generating chamber as except for the Nozzle tube (2) g @ closed chamber (l) is executed and via the nozzle frame »(2) with water * in which the ship swims, is filled, UHid that the energy supply as a vibration generator (7-I9) is formed.

2. Impulse engine according to claim 1, characterized in that that the chamber (1) has a circular cross-section as well has a hemispherical front connector.

3. Impulse engine according to claims 1 and 2, characterized in that the nozzle tube (2) is formed from the rear end of the chamber by a constant axially synanetric Yerraerung of the chamber cross-section and the cross-sectional area of the nozzle tube (2) is about half of the cross-sectional area Chamber (1) makes up »

4. Impulse engine according to claims »1 to 3, characterized in that that the vibration generator (7-19) consists of a membrane (7) with an attached membrane drive (10-19) consists. ,

Chamber extension tube (4) - with attached to the ship's hull (6) Connection flange (5) is arranged. .

6. Impulse engine according to claim 5, characterized in that. that the chamber attachment tube (4) or the membrane (7) halfway I "jige the chamber (1) is arranged and the same inner diameter as the "chamber (1) has.

7. pulse engine according to claims 4 to 6, characterized in that the diaphragm drive (10-19) consists of an im Ship's hull (6) arranged and operated by a motor crank mechanism.

PAe Dr Andrejewski, Dr Honke

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L e e r s e i t eL e r s e i t e